生活|辐射,真的这么可怕吗?

如果你是漫威迷 , 那你一定知道绿巨人浩克 。 班纳博士是一个物理学家 , 在一次实验中 , 他受到伽马炸弹放射线的大量辐射 , 身体产生变异 , 后来每当他情绪激动的时候 , 就会变成名为浩克的绿色怪物 。

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图 绿巨人浩克
如果把这样的辐射场景搬到现实生活中 , 那可就是大灾难了 。 35年前(1986年4月26日) , 前苏联(现位于乌克兰境内)的切尔诺贝利核电站发生了历史上最严重的核电事故之一 , 事故导致20万平方公里以上的区域变成放射性核素污染区 , 超过500万人受到核辐射影响 。
而就在最近 , 日本单方面决定以排海方式处置福岛核电站事故核污染水 , 引发全社会的关注 , “辐射”再次被推到风口浪尖 。
所有的辐射都这么可怕吗?我们又该怎么防护它?
今天 , 我们请到了喵星球最知名的科学家——喵博士为大家讲解一下 。

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我们先看看“辐射”的定义 。 辐射(Radiation)是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播 , 能量以电磁波或粒子(如α粒子、β粒子等)的形式向外扩散 , 而后不再返回场源的现象 。

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也就是说 , 我们生活中所有带有能量的电磁波或是微观粒子 , 都是辐射 。 如可见光(太阳光、灯光、火光等)和不可见光(微波、红外线、紫外线等) , 浴霸、火炉、电热炉等散发的热 , 以电磁波形式传播的手机、Wifi信号及日用电子产品的信号 , 它们都是辐射 。
自然界中的一切物体 , 包括我们人类自己 , 只要温度在绝对温度零度(-273.15℃)以上 , 都以电磁波和粒子的形式一刻不停地向外传送热量 , 这种传送能量的方式被称为热辐射 。 因此 , 辐射可以说是无处不在 。

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好问题!这就要从辐射的分类说起了 。 按照电离能力 , 辐射可分为能量很高的电离辐射和能量较低的非电离辐射 。
生活中常见电器产生的辐射都是非电离辐射 , 由于其能量较低 , 不会引发电离 , 只会令物质内的粒子震动 , 温度上升 。 而且它们的辐射强度都是有国家标准来严格控制的 , 因此对生物能造成的伤害微乎其微 。
而我们通常意义上所说的“辐射”多指电离辐射 , 它能够引发物质电离 , 因此当其作用于生物体时 , 就有可能破坏细胞结构或DNA链 , 从而引发生物学危害 。 电离辐射包括α射线、β射线、γ射线、X射线、中子射线等 。 下面这张图就是电离辐射警告标志 , 大家一定要记得 。

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图 电离辐射警告标志

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举个例子来说吧!假设我们每只喵都是一个细胞 , 那么非电离辐射就好像飘过来的沙尘 , 它的能量很低 , 打在身上并不会有明显的反应 。 而电离辐射 , 就像是一颗子弹 , 会使我们受伤 , 如果它们凑巧打在了“致命”的位置 , 那么这个细胞就会死亡 。
“抛开剂量讲辐射 , 就是耍流氓 。 ”
剂量是电离辐射的度量单位 , 它可以表征所受辐射的大小 , 单位是希沃特(Sv) 。 在辐射防护学中 , 最常用的单位是毫希沃特(mSv)和微希沃特(μSv) , 1Sv= 1000mSv = 1000000μSv 。
量变引起质变 , 没有证据表明低本底水平的辐射会对人体造成损伤 。 只有辐射剂量较高时 , 才会发生确切的辐射危害 。
《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871—2002)规定:除天然照射及医疗照射以外 , 公众连续5年从核实践中所受到的年平均有效剂量应低于1mSv 。 对于放射性工作职业人员 , 连续5年的年平均有效剂量应低于20mSv , 任一年内低于50mSv 。 也就是说只要受到的辐射剂量低于国家标准的规定 , 就可以被认为是可接受的安全水平 。

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我们生活的环境中处处都存在着天然的电离辐射 。 我们吃的每一口饭、喝的每一口水、踩的每一块砖、呼吸的每一口空气 , 甚至自己的身体内都含有微量的放射性核素 , 它们会持续地发射电离辐射 , 同时我们还会受到来自宇宙射线的照射 。
根据相关研究 , 天然本底辐射导致的个人年辐射量通常在每年1~10mSv , 全球居民每年受到的天然辐射剂量平均为2.4mSv 。 也就是说 , 我们在地球上正常生活一年 , 哪怕没有接触任何人造辐射 , 也会受到平均2.4mSv的辐射照射 。 在所有的天然辐射中 , 呼吸导致的氡(Rn-222)气内照射约贡献总量的48% , 宇宙射线和天然环境中的外照射贡献36% , 而从食物和水中受到的内照射约为12% 。

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氡主要集中在密闭的住所内 , 因此经常开窗通风 , 是降低住所内氡照射水平的最有效措施 。 另外开窗通风还能降低室内甲醛浓度、清新空气、令人心情舒畅 。

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常见的医疗检查中 , B超和核磁共振检查是没有电离辐射照射的 。 医疗照射主要来源于X射线检查、CT检查等 。 一次胸部X射线摄影的剂量约为0.14mSv , 一次胸部CT的剂量约为8mSv , 一次PET-CT的剂量约为20mSv 。 相关研究表明 , 人类平均每年受到的医学检查照射剂量为0.4mSv 。
在日常生活中 , 还有很多其他的辐射 。 我们每坐一小时飞机 , 就会受到大约0.005mSv左右的额外照射 。 因为坐飞机时离地面较高 , 会受到更强的宇宙射线照射 。
另外 , 如果一个人每天吸20支香烟 , 那么他受到烟中钋(Po-201)内照射的剂量约为1.7mSv/年 。

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是的 , 吸烟除了会受到电离辐射危害以外 , 它所包含的尼古丁、焦油等致癌物质也会极大伤害人体 。 这些因素共同作用 , 使得烟民患肺癌的风险大大增加 。

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你说的没错 , 加速器在运行的过程中会产生次级电离辐射 , 主要为带电粒子、中子和γ射线等 。 如果不对这些次级电离辐射加以防护 , 确实会对周围环境和人员的辐射安全造成影响 。 根据国家法律规定 , 加速器装置在运行前必须完成可靠的辐射屏蔽建设 , HIRFL装置也是有足够的屏蔽来阻止辐射泄露的 。

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图 HIRFL实验大厅屏蔽结构图
你看上面这张HIRFL装置实验大厅的屏蔽结构图 , 外围的灰色粗线就代表着2米以上的混凝土 , 它们把整个加速器装置都包围了起来 。 混凝土能够与加速器产生的次级辐射发生反应 , 随着穿透深度的增加其剂量不断衰减 , 最终使得屏蔽外的剂量达到可以忽略的安全水平 。
从HIRFL加速器开机时周围园区的辐射剂量监测记录来看 , 装置园区的辐射剂量率最大值约为0.14μSv/h , 和天然本底相当 , 也就是说没有额外的辐射泄露出来 。 所以不用担心HIRFL产生的辐射会对我们造成伤害 。
另外 , 加速器产生的重离子束本质上也是一种电离辐射 , 能够杀伤细胞 , 因此它可以被用于放射医学 。 重离子具备射程可调、形状可控、生物学效应高等诸多特点 , 能够精确地杀伤癌细胞而不过度损伤健康组织 。 所以 , 如果能够合理地利用电离辐射对人类健康也是有好处的哦 。

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【生活|辐射,真的这么可怕吗?】仙人掌是没有阻挡辐射的效果的 , 但是养养还是有用的 , 至少可以愉悦心情嘛 。 当然闲着没事不要去咬它 , 会被扎的 。

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自然界中处处存在辐射 , 它是人类永远躲不开也逃不掉的 。 希望大家能够对辐射有一个科学的认知 , 不用再谈“辐”变色 。
我们生活中的常用电器、手机基站等产生的辐射均为非电离辐射 , 因此大家不必担心 。 而对于电离辐射而言 , 我们正常能接受到的剂量还远远达不到对人体有害的程度 , 因此不必过于恐慌 。 喵博士也有一些小建议 , 可以帮助大家更好地做好辐射防护哦:
辐射防护Tips
1. 看见有电离辐射警告标志的地方不要乱闯 , 有电离辐射警告标志的过安检时 , 不要心急 , 不要把手伸进帘子里抓东西 。
2. 过安检时 , 不要心急 , 不要把手伸进帘子里抓东西 。
3.除非必要 , 尽量避免医用高辐射剂量检查 。 如果X片能够满足需求的话 , 就不要上CT 。 但如果是检查和治疗所必要的 , 一定要遵医嘱 , 因为与CT检查为治疗提供的好处相比 , 它所带来的辐射照射危害还是能够接受的 。
4. 少吸烟 , 能够有效避免钋(Po-201)的内照射 , 关键还能省钱 。
5. 室内环境经常通风 , 可有效减少空气中的放射性氡气 , 同时也可以减少甲醛等有害气体对人体的伤害 。
6.如果你是一名放射性工作人员 , 一定要严格遵守所在单位的辐射防护制度与规定 。 根据相关资料 , 大多数辐射事故的发生都是由于工作人员违规操作导致的 。

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作者:杨博 中科院近代物理所辐射安全与防护室
感谢苏有武、李武元、刘芳老师及防护室全体同事在本文撰写过程中的指导与帮助 。

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